JP5669668B2 - Demodulator and communication device - Google Patents
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Description
本発明は、データ送信に用いる通信システムの受信側の通信装置が備えている復調装置に関する。 The present invention relates to a demodulation device provided in a communication device on the receiving side of a communication system used for data transmission.
少なくとも1個対1個の通信装置が送受信する通信ケースでは、復調部にて発生するキャリア周波数偏差の対策として、自動周波数補正(AFC:Automatic Frequency Control)を行うことが従来知られている。自動周波数補正では、パイロットあるいはプリアンブルを用いてキャリア周波数偏差の補正を行い、推定した周波数偏差を打ち消すために、受信信号に対して補正位相を乗算する。上記処理によりキャリア周波数偏差に対する耐性を持たせることにより、所望の通信品質を満たすシステムを達成することができる。 In a communication case in which at least one-to-one communication apparatus transmits and receives, it is conventionally known to perform automatic frequency control (AFC) as a countermeasure for carrier frequency deviation generated in the demodulator. In automatic frequency correction, a carrier frequency deviation is corrected using a pilot or preamble, and a received signal is multiplied by a correction phase in order to cancel the estimated frequency deviation. By providing resistance to carrier frequency deviation by the above processing, a system that satisfies desired communication quality can be achieved.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)等のブロック伝送では、パイロット/プリアンブルやガードインターバルを使用して周波数偏差が推定される。しかし、周波数偏差を補償するためにパイロット/プリアンブルを多くすると伝送効率に影響があるため、ガードインターバルを用いた周波数偏差補正が好ましい。しかし、この場合、サブキャリア間隔の半分以上の周波数偏差があると補正可能な偏差量を越えてしまうので特性が大幅に劣化してしまう。この課題に対し、非特許文献1では、差動変調を1次変調、OFDMを2次変調とするDOFDMシステムを対象として、前後のOFDMシンボルを用いて最尤規範に基づいた周波数偏差を推定・補正する方式が開示されている。
In block transmission such as OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), a frequency deviation is estimated using a pilot / preamble and a guard interval. However, if the pilot / preamble is increased in order to compensate for the frequency deviation, transmission efficiency is affected. Therefore, frequency deviation correction using a guard interval is preferable. However, in this case, if there is a frequency deviation that is half or more of the subcarrier interval, the amount of deviation that can be corrected is exceeded, and the characteristics are greatly degraded. In response to this problem, Non-Patent
しかしながら、上記非特許文献1で開示されている方式では、最尤規範に基づいて周波数偏差の推定・補正を行うため、演算量が多いという問題があった。
However, the method disclosed in Non-Patent
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ガードインターバルを用いた周波数偏差補正の性能向上と演算量の削減を両立させた復調装置および通信装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a demodulation device and a communication device that achieve both improvement in performance of frequency deviation correction using a guard interval and reduction in the amount of calculation.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ブロック伝送を適用し、変調シンボルに、周波数領域へ変換するための非データ系列が付加された信号を送受信する通信装置において、受信信号を復調する復調装置であって、受信信号の周波数偏差を前記非データ系列に基づいて補償する第1の補正手段と、前記第1の補正手段により周波数偏差が補償された後の受信信号に残留している周波数偏差を周波数領域において補償する第2の補正手段と、前記第2の補正手段により周波数偏差が補償された後の受信信号を復調する復調手段と、を備えることを特徴とする。なお、本明細書では、周波数領域へ変換するための非データ信号系列をガードインターバルと称することとする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention applies a block transmission and transmits / receives a signal in which a non-data sequence for conversion to a frequency domain is added to a modulation symbol. A demodulator for demodulating a received signal, wherein the received signal is compensated for the frequency deviation of the received signal based on the non-data sequence, and the received signal after the frequency deviation is compensated by the first correcting means. The second correction means for compensating the frequency deviation remaining in the frequency domain in the frequency domain, and the demodulation means for demodulating the received signal after the frequency deviation is compensated by the second correction means, To do. In this specification, a non-data signal sequence for conversion to the frequency domain is referred to as a guard interval.
本発明によれば、ガードインターバルを利用して周波数偏差を補正するシステムにおいて、演算量の増加を抑えつつ周波数偏差補正の性能を向上させることができる、という効果を奏する。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, in a system that corrects a frequency deviation using a guard interval, there is an effect that the performance of frequency deviation correction can be improved while suppressing an increase in the amount of calculation.
以下に、本発明にかかる復調装置および通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a demodulation device and a communication device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態.
まず、従来の復調装置におけるAFC動作とその問題点について、説明する。
Embodiment.
First, the AFC operation and its problems in the conventional demodulator will be described.
既に説明したように、少なくとも1個対1個の通信装置が送受信する形態の通信システムにおいては、受信側の通信装置の復調装置では、発生するキャリア周波数偏差の対策としてAFCを行う必要がある。また、送信フレームの設計の観点から、周波数偏差補正のためにパイロットやプリアンブルを余分に設定することは伝送効率の劣化を招く。そのため、OFDM等のブロック伝送ではガードインターバル(以下の説明においては「GI」と表現する場合もある)を活用して周波数偏差を補正することが望ましい。ガードインターバルを用いる周波数偏差補正を前提とする場合の復調装置の構成例を図1に示す。 As already described, in a communication system in which at least one-to-one communication device transmits and receives, the demodulation device of the communication device on the receiving side needs to perform AFC as a countermeasure for the generated carrier frequency deviation. Also, from the viewpoint of transmission frame design, setting an extra pilot or preamble for correcting the frequency deviation causes a deterioration in transmission efficiency. Therefore, in block transmission such as OFDM, it is desirable to correct the frequency deviation by using a guard interval (which may be expressed as “GI” in the following description). FIG. 1 shows an example of the configuration of a demodulator when frequency deviation correction using a guard interval is assumed.
図1に示した従来の復調装置は、シンボル同期部1、AFC部2、GI除去部3、FFT部4および検波部5を備えている。この図1では、OFDMシンボルの構成例とAFC部2で実施する周波数偏差補正動作の概要についても併せて記載している。復調装置においては、まず、シンボル同期部1にてガードインターバル6を用いたシンボルタイミングを検出する。ここで、ガードインターバル6は、データ区間の後尾7をコピーしてOFDMシンボルの先頭に付加したものである。シンボル同期部1によるシンボルタイミング検出が終了すると、AFC部2は、シンボルタイミングの検出結果に基づいて、ガードインターバル6を用いた周波数偏差補正を行う。具体的には、AFC部2は、まず、相関処理8として、ガードインターバル6の受信サンプルを用いて、データ区間の後尾7の受信サンプルとの相関処理を、次式(1)のように行い、相関値Cを得る。
The conventional demodulator shown in FIG. 1 includes a
ここで、r(n,t)は第nOFDMシンボルにおける第tサンプルに相当し、N個のOFDMシンボルを1ブロックとしている。NFFTはFFTサンプル数,NGIはガードインターバル区間のサンプル数に対応する。そして、位相補正量推定処理9として、次式(2)に従って位相補正量θ(t)を推定する。 Here, r (n, t) corresponds to the t-th sample in the n-th OFDM symbol, and N OFDM symbols are defined as one block. N FFT corresponds to the number of FFT samples, and N GI corresponds to the number of samples in the guard interval section. Then, as the phase correction amount estimation process 9, the phase correction amount θ (t) is estimated according to the following equation (2).
さらに、位相補正処理10として、次式(3)に示した処理を実行し、各受信サンプルの位相補正後のサンプルである補正受信サンプルr'(t)を得る。
Further, as the
以上のAFC部2による周波数偏差の補正処理が終了すると、GI除去部3がシンボルタイミングに基づいてガードインターバルを取り除き、次にFFT部4が高速フーリエ変換を実施して周波数領域の受信信号を得る。最後に、検波部5が各サブキャリアに対して同期検波あるいは遅延検波を行って信号を復調する。
When the above frequency deviation correction processing by the
このシステムにおいては、サブキャリア間隔の半分以上の周波数偏差が発生すると、補正可能な偏差量を越えてしまい、特性が大幅に劣化してしまう。この理由について、図2を参照しながら説明する。ガードインターバルを用いる周波数偏差補正における補正可能範囲は、中心周波数13からサブキャリア間隔の半分の周波数までであり、周波数偏差(周波数オフセット14)がサブキャリア間隔の半分以上となった場合は、最近接の位置にあるサブキャリア(中心周波数15のサブキャリア)に対して周波数補正が行われ、上記サブキャリアへの周波数引き込みが行われることになる。すなわち、本来位置すべき中心周波数16ではなく、中心周波数15に引き込みが行われた結果、サブキャリアシフト(サブキャリアの位相偏差)が観測される。
In this system, when a frequency deviation of half or more of the subcarrier interval occurs, the deviation amount that can be corrected is exceeded, and the characteristics are greatly deteriorated. The reason for this will be described with reference to FIG. The correctable range in the frequency deviation correction using the guard interval is from the
非特許文献1に記載されている方式では、差動変調を1次変調、OFDMを2次変調とするDOFDMシステムを対象として、前後のOFDMシンボルを用いて最尤規範に基づいて周波数偏差を推定するが、この方式では、最尤規範に基づいていることから演算量が多い。そのため、低演算量にてサブキャリア間隔の半分以上の周波数偏差を補正可能な方式の実現が期待されており、本発明では、上記離散的シフトを簡易かつ効率的に検出・補正できるようにしている。また、周波数偏差カバレッジを拡大できるようにしている。
In the method described in Non-Patent
以下、本実施の形態の復調装置について、詳しく説明する。なお、図1に示した従来の復調装置と共通する部分については説明を省略する。 Hereinafter, the demodulating device of the present embodiment will be described in detail. Note that a description of portions common to the conventional demodulator shown in FIG. 1 is omitted.
図3は、本発明にかかる復調装置の構成例を示す図である。図3に示した復調装置は、図1に示した復調装置に対してサブキャリアシフト補正部21を追加した構成をとり、このサブキャリアシフト補正部21以外の各構成要素の動作は図1の復調装置と同様である。そのため、ここでは、サブキャリアシフト補正部21の動作について説明する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a demodulation device according to the present invention. The demodulator shown in FIG. 3 has a configuration in which a subcarrier
<1>電力累積値によるサブキャリアシフト検出と検出したシフト量に基づく位相補正
図示したように、本実施の形態の復調装置が備えているサブキャリアシフト補正部21は、FFT部4と検波部5の間に配置されており、詳細については後述するが、広範な周波数カバレッジを実現する。図4は、このサブキャリアシフト補正部21の構成図であり、サブキャリアシフト補正部21は、サブキャリアシフト検出部211および位相補正部212で構成されている。FFT部4からの出力R(n,k)がサブキャリアシフト検出部211および位相補正部212に入力され、周波数領域において位相補正を実施する。
<1> Subcarrier shift detection based on accumulated power value and phase correction based on detected shift amount As shown in the figure, the subcarrier
図5および図6は、サブキャリアシフト検出部211の動作を示す図である。図示したように、サブキャリアシフト検出部211では、既知のパラメータであるデータサブキャリアの数をサブキャリアシフト検出するための窓範囲32に設定する。そして、処理33において、FFT後のサブキャリア信号に対して電力値を算出・累積加算し、次式(4)で示される電力累積値CP(s)を得る。
5 and 6 are diagrams illustrating the operation of the subcarrier
式(4)において、Nsubは窓範囲に相当する。sは窓範囲内において最低周波数となるサブキャリアインデックスである。上記処理を、FFT窓31を対象としてスライディング処理する。スライディング処理後はCP(s)が最大となるsがデータサブキャリアの最低周波数に対応するため、得られた電力累積値CP(s)が最大値を取るサブキャリアインデックスpestを探索する。この処理は式(5)で示される。
In Equation (4), N sub corresponds to the window range. s is a subcarrier index which becomes the lowest frequency within the window range. The above processing is performed on the
次に、算出した電力累積値の系列42のピーク位置44(上記Pest)と周波数偏差が完全に補正された場合の本来あるべき電力累積値の系列41から得られるピーク位置43(Porgとする)との位置比較を行い、次式(6)に示したように差分Subdiffを算出する。Subdiff≠0の場合はサブキャリアシフトが発生していることになる。
Next, the peak position 43 (P org) obtained from the peak position 44 (P est ) of the calculated power accumulated
位相補正部212では、サブキャリアシフト検出部211においてサブキャリアシフトが検出された場合、サブキャリアシフト検出部211にて得られた差分、すなわちサブキャリアのシフト量Subdiffに基づいて周波数偏差補正を行う。具体的には、シフト量Subdiffから補正すべき周波数偏差量を算出して、周波数領域にて位相補償を行う。第nOFDMシンボルに対して補正する位相量θ(n)は次式(7)を使用する。
The
上記動作によれば、推定した周波数偏差補正を時間領域で行うことなく、FFT適用後の受信信号に対して同一の位相量を与えることにより、OFDMシンボル間で生じていた位相差を打ち消すことができ、少ない演算量で周波数偏差の補正が可能である。また、ガードインターバルを用いる周波数偏差補正を前提とし、周波数カバレッジを拡大させたい場合は、上記のサブキャリアシフト補正器をFFTの後段に接続するだけで、簡易に要求条件を満たすことができる。 According to the above operation, the phase difference generated between OFDM symbols can be canceled by giving the same phase amount to the received signal after applying the FFT without performing the estimated frequency deviation correction in the time domain. The frequency deviation can be corrected with a small amount of calculation. Further, when it is assumed that frequency deviation correction using a guard interval is assumed and frequency coverage is to be expanded, simply satisfying the requirements can be achieved simply by connecting the subcarrier shift corrector to the subsequent stage of the FFT.
上記のサブキャリアシフト補正部21は、パイロットサブキャリアが挿入されているシステムにおいても活用が可能であり、パイロットサブキャリアやプリアンブルによる補正を併用しても良い。使用するフィルタ形状やスペクトル形状に合わせたサブキャリアシフト検出も実施可能である。例えば図7に示したように、サブキャリアシフト検出部211は、帯域制限されたシングルキャリアスペクトル61に対し、各FFTポイントにおける電力を算出した後、フィルタ形状に合わせた重み(重み付け係数63)を各電力値に乗算する処理62を実施することにより、より正確なサブキャリアシフトを検出することができる。
The subcarrier
また、スペクトル形状に関しては、図8に示したような、スペクトルが分割されて離散的に分割スペクトル71および72が配置された場合、1つ以上のサブキャリアシフト検出部によって、サブキャリアシフトを検出することができる。例えば、離散的に配置された位置の情報に基づき電力累積値の計算処理73を行い、離散配置したスペクトルの全体のシフトを検出しても良い。ただし、複数の送信機から離散的なスペクトルが多重送信された場合、単純な電力累積値による検出は精度が大幅に劣化する。そのような場合には、サブキャリアシフト検出部を複数準備し、各送信機は周波数軸上で互いに異なる符号を乗算して送信を行えば、この符号を活用して、1つ以上のサブキャリアシフト検出部を用いることで、各々のサブキャリア位置とサブキャリアシフトを検出することができる。
As for the spectrum shape, when the spectrum is divided and the divided
<2>サブキャリアシフト検出の精度向上と処理量削減
特定の状況でない限りは、キャリア周波数偏差は、一度サブキャリアシフトを算出すればよく、頻繁に大きくサブキャリアシフトが変化するわけではない。この性質を利用すれば、一度サブキャリアシフトを算出した後は、電力累積値のピークが現れたサブキャリアの周辺のサブキャリアを対象としてシフト検出すれば良く、演算量を削減することができる。ここで、削減した処理モードを追従モードと称する。図9は、追従モードに対応するサブキャリアシフト補正部21aの構成例を示す図であり、図4に示したサブキャリアシフト補正部21に対して窓範囲制御部213を追加して実現される。追従モードでは、窓範囲制御部213が、状況(サブキャリアシフト検出部211から取得した、過去の電力累積値のピーク位置)に応じて窓範囲を設定することにより、性能劣化を抑えつつ、低演算量でサブキャリアシフト量を求めることができる。その際、過去に求めた累積電力値を、次式(8)のように活用すれば、雑音に対する耐性を持つことができ、サブキャリアシフト誤検出の確率を低減することができる。
<2> Improvement in accuracy of subcarrier shift detection and reduction in processing amount Unless otherwise specified, the carrier frequency deviation may be calculated once as a subcarrier shift, and the subcarrier shift does not frequently change greatly. If this property is used, once the subcarrier shift is calculated, shift detection may be performed for subcarriers around the subcarrier where the peak of the accumulated power value appears, and the amount of calculation can be reduced. Here, the reduced processing mode is referred to as a follow-up mode. FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the subcarrier shift correction unit 21a corresponding to the tracking mode, which is realized by adding a window
ここで、αは忘却定数である。忘却係数αを大きくすれば、現在求めた値の影響が大きくなり、忘却係数を小さく設定すれば、過去に求めた値の影響が大きくなる。忘却係数を小さく設定することで、平均化効果により雑音耐性が向上するが、追従性は劣化する。上記性質により以下に示すような課題が生じる。 Here, α is a forgetting constant. If the forgetting factor α is increased, the influence of the currently obtained value is increased, and if the forgetting factor is set small, the influence of the previously obtained value is increased. By setting the forgetting factor to a small value, the noise resistance is improved by the averaging effect, but the followability is deteriorated. The following problems occur due to the above properties.
キャリア周波数偏差がサブキャリア間隔の半分付近となる場合、上記追従モードをそのまま採用すると、サブキャリアシフトが生じても、時定数の値によっては直ぐに検出することができず、正確なシフト検出ができない間は誤りが大幅に生じる課題が発生する。 When the carrier frequency deviation is about half of the subcarrier interval, if the above tracking mode is adopted as it is, even if a subcarrier shift occurs, it cannot be detected immediately depending on the value of the time constant, and accurate shift detection cannot be performed. In the meantime, there will be a problem that errors will occur greatly.
上記課題については、前段(AFC部2)で実行される推定結果を参照しながら、サブキャリアシフト検出用の累積電力値を更新することにより解決することができる。キャリア周波数偏差がサブキャリア間隔の半分付近となる場合には、AFCの結果に依存して、電力累積値のピークが瞬時的に前後する現象が生じる。この場合、AFCの結果は図10に示したように、AFCにて補正可能な周波数偏差範囲の限界付近となるため、AFC部2の出力値(AFC結果)は、絶対値が大きく、かつ正負の反転を繰り返すことになる。すなわち、AFC部2において時刻(n−1)に算出した複素周波数偏差91(C(n-1))と、次の時刻nに算出した複素周波数偏差92(C(n))との関係が図10に示したものとなり、位相を算出する際に正負の反転が観測されることになる。この性質を利用し、過去のAFC結果と現在求めたAFC結果(最新のAFC結果)に基づいて、過去の時刻(例えば初期補足完了時刻)と現在時刻でサブキャリアシフト変動の発生有無を判断し、判断結果に応じた処理を実施することにより、上記の課題を解決できる。
The above problem can be solved by updating the accumulated power value for subcarrier shift detection while referring to the estimation result executed in the previous stage (AFC unit 2). When the carrier frequency deviation is close to half of the subcarrier interval, a phenomenon occurs in which the peak of the power accumulation value instantaneously fluctuates depending on the result of AFC. In this case, the AFC result is near the limit of the frequency deviation range that can be corrected by AFC as shown in FIG. Will be repeated. That is, there is a relationship between the complex frequency deviation 91 (C (n-1)) calculated at time (n-1) in the
具体的には、図11に示したように、過去のAFC結果と最新のAFC結果に基づいて、過去の時刻と現在時刻でサブキャリアシフト変動が発生しているかどうかを判断する瞬時サブキャリアシフト判定部100を用意し、瞬時サブキャリアシフト判定部100の結果(サブキャリアシフト変動の発生有無)をサブキャリアシフト補正部21bに入力する。サブキャリアシフト補正部21bでは、図12に示したように、サブキャリアシフト変動の発生有無を示す上記判定結果(瞬時サブキャリアシフト判定結果110)をサブキャリアシフト検出部211bおよび位相補正部212bに入力する。
Specifically, as shown in FIG. 11, based on the past AFC result and the latest AFC result, the instantaneous subcarrier shift for determining whether or not the subcarrier shift fluctuation occurs at the past time and the current time. The
サブキャリアシフト検出部211bは、入力された判定結果を勘案した電力累積値の更新を実施する。例えば、次式(9)に示したように、AFC結果の正負が過去と現在(前回と今回)で反転した場合、過去のサブキャリア位置を基準として、その1つ前の時刻の電力累積値の系列と現在求めた電力累積値の合成系列のピークを探索してサブキャリアのシフト量を求める。
The subcarrier
位相補正部212bは、入力された判定結果とサブキャリアシフト検出部211bが求めたシフト量とに基づいて、FFT部4から入力された信号の位相補正を行う。瞬時サブキャリアシフトの発生が検出された場合には、この検出結果を考慮して位相補正を行う。
The
上記の手法によれば、瞬時的なサブキャリアシフトによる大幅な誤り劣化を防ぐことができるとともに、サブキャリアシフト補正の追従性と雑音耐性の両方を向上させることができる。 According to the above method, it is possible to prevent a large error deterioration due to an instantaneous subcarrier shift, and to improve both the followability of subcarrier shift correction and noise resistance.
<サブキャリアシフト検出法及び標本値>
上記のサブキャリアシフト検出処理においては、電力累積値に基づいてピーク検出を行ったが、シフト検出(ピーク検出)の基準となる数値は電力累積値に限らない。例えば、次式(10)に示したように、周波数領域にて各サブキャリアで2逓倍あるいは4逓倍の結果の累積値をピーク探索に用いても良い。
<Subcarrier shift detection method and sample value>
In the subcarrier shift detection process described above, peak detection is performed based on the accumulated power value. However, a numerical value serving as a reference for shift detection (peak detection) is not limited to the accumulated power value. For example, as shown in the following equation (10), a cumulative value obtained by multiplying by 2 or 4 by each subcarrier in the frequency domain may be used for peak search.
あるいは、周波数領域に対して、ある1つ以上の符号系列を用いる伝送系を対象とする場合、次式(11)に示したように、その符号系列を元にピークを検出することもできる。なお、cm(s)は第m番の符号系列に対応する。 Alternatively, when a transmission system using one or more code sequences for the frequency domain is targeted, a peak can be detected based on the code sequence as shown in the following equation (11). Note that c m (s) corresponds to the m-th code sequence.
また、復調前のサブキャリアの受信信号に対し電力算出する方法に限らず、遅延検波あるいは同期検波等の復調処理を実行してから、尤度や電力を算出して、上記の各々の累積値あるいは2つの累積値の組み合わせにてサブキャリアシフト検出を実施してもよく、次式のように尤度算出してもよい。次式(12)において、R'(n,k)は検波後の受信信号,H(n,k)は電力込みの等価チャネル利得,“^”を付したdc(n,k)は、C個ある送信信号点のうち第c番目の候補点に相当する。 In addition to the method of calculating the power for the received signal of the subcarrier before demodulation, the likelihood and power are calculated after performing demodulation processing such as delay detection or synchronous detection, and each of the above cumulative values is calculated. Alternatively, subcarrier shift detection may be performed with a combination of two accumulated values, or likelihood may be calculated as in the following equation. In the following equation (12), R ′ (n, k) is a received signal after detection, H (n, k) is an equivalent channel gain including power, and d c (n, k) with “^” is This corresponds to the c-th candidate point among the C transmission signal points.
これを累積し、尤度が最小となるサブキャリア位置と本来最小となるサブキャリア位置との差分から補正しても良い。 This may be accumulated and corrected from the difference between the subcarrier position where the likelihood is the minimum and the subcarrier position where the likelihood is the minimum.
このように、本実施の形態の復調装置では、受信信号に対してGIによる周波数補正を実施後、FFTを実行して周波数領域の信号に変換し、周波数領域において、連続する所定数(データ伝送に使用されているサブキャリア数と同数)のサブキャリア信号の電力累積値を求める処理を、対象範囲を変更(スライディング)しながら全帯域または一部の帯域にわたって実行して電力累積値のピーク位置を求め、この求めたピーク位置と、周波数偏差が存在していない理想的な受信信号に対して同様の処理を実施した場合に得られるピーク位置との比較結果に基づいて、サブキャリアのシフト量を算出し、このシフト量に相当する周波数偏差量を求めて周波数偏差を補正することとした。また、過去にシフト量を算出済みの場合には、算出する際に検出した電力累積値のピーク位置の周辺を対象として、電力累積値を求めることとした。これにより、ガードインターバルを利用して周波数偏差を補正するシステムにおいて、演算量の増加を抑えつつ周波数偏差補正の性能を向上させることができる。 As described above, in the demodulating apparatus according to the present embodiment, frequency correction by GI is performed on a received signal, and then FFT is performed to convert the received signal into a frequency domain signal. The power accumulated value of the subcarrier signal (the same number as the number of subcarriers used in the above) is executed over the entire band or a part of the band while changing the target range (sliding), and the peak position of the accumulated power value Subcarrier shift amount based on the comparison result between the obtained peak position and the peak position obtained when the same processing is performed on an ideal received signal with no frequency deviation. And the frequency deviation corresponding to the shift amount is obtained to correct the frequency deviation. In addition, when the shift amount has been calculated in the past, the power accumulated value is obtained around the peak position of the power accumulated value detected at the time of calculation. As a result, in the system that corrects the frequency deviation using the guard interval, it is possible to improve the frequency deviation correction performance while suppressing an increase in the amount of calculation.
なお、上述したサブキャリアシフト補正処理はOFDM伝送に限られたものではなく、ブロック伝送全般に活用可能であり、シングルキャリア伝送でも利用できる。 Note that the above-described subcarrier shift correction processing is not limited to OFDM transmission, but can be used for block transmission in general and can also be used for single carrier transmission.
また、本発明は、上記の実施の形態に制限されるものではない。実施段階では、上記内容の予測可能な範囲内での変形が可能である。また、無線通信に制限されず、光通信などの有線通信においても適用可能である。 Further, the present invention is not limited to the above embodiment. In the implementation stage, the above contents can be modified within a predictable range. Further, the present invention is not limited to wireless communication, and can also be applied to wired communication such as optical communication.
以上のように、本発明にかかる復調装置は、ブロック伝送を行う通信システムに有用である。 As described above, the demodulation device according to the present invention is useful for a communication system that performs block transmission.
1 シンボル同期部
2 AFC部
3 GI除去部
4 FFT部
5 検波部
21,21b サブキャリアシフト補正部
100 瞬時サブキャリアシフト判定部
211,211b サブキャリアシフト検出部
212,212b 位相補正部
213 窓範囲制御部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
受信信号の周波数偏差を前記非データ系列に基づいて補償する第1の補正手段と、
前記第1の補正手段により周波数偏差が補償された後の受信信号に残留している周波数偏差を周波数領域において補償する第2の補正手段と、
前記第2の補正手段により周波数偏差が補償された後の受信信号を復調する復調手段と、
を備え、
前記第2の補正手段は、
受信信号に含まれるデータサブキャリアの数と同数の信号を対象として各信号の電力値を累積する処理を、対象範囲を変更しながら実行して電力値の累積結果が最大となる周波数を求め、当該求めた周波数であるピーク周波数と、前記第1の補正手段により周波数偏差が補償された後の受信信号に周波数偏差が残留していない場合におけるピーク周波数とに基づいて前記各信号の位相偏差を算出する位相偏差推定手段と、
前記位相偏差を補償する位相補正手段と、
前記位相偏差推定手段が求めたピーク周波数に基づいて、前記位相偏差推定手段が前記電力値を累積する処理の実行範囲を制御する実行範囲制御手段と、
を備えることを特徴とする復調装置。 In a communication device that applies block transmission and transmits / receives a signal in which a non-data sequence for conversion to a frequency domain is added to a modulation symbol, a demodulation device that demodulates a received signal,
First correction means for compensating a frequency deviation of a received signal based on the non-data sequence;
Second correction means for compensating in the frequency domain the frequency deviation remaining in the received signal after the frequency deviation has been compensated by the first correction means;
Demodulation means for demodulating the received signal after the frequency deviation is compensated by the second correction means;
Equipped with a,
The second correction means includes
The process of accumulating the power value of each signal for the same number of signals as the number of data subcarriers included in the received signal is performed while changing the target range to obtain the frequency at which the accumulation result of the power value is maximized, Based on the peak frequency, which is the obtained frequency, and the peak frequency when no frequency deviation remains in the received signal after the frequency deviation is compensated by the first correction means, the phase deviation of each signal is calculated. A phase deviation estimating means for calculating;
Phase correction means for compensating for the phase deviation;
Execution range control means for controlling the execution range of the process in which the phase deviation estimation means accumulates the power value based on the peak frequency obtained by the phase deviation estimation means;
Demodulating apparatus according to claim Rukoto equipped with.
データサブキャリアの周波数軸上における配置が離散的である場合、当該配置に基づいて、前記電力値を累積する処理の対象とする信号を設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の復調装置。 The phase deviation estimating means includes
When placed on the frequency axis of the data subcarriers are discrete, based on the arrangement, the demodulation device according to claim 1, characterized in that setting the signals to be processed for accumulating the power values .
前記位相偏差推定手段が過去に求めたピーク周波数およびその近辺の周波数を前記実行範囲に設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の復調装置。 The execution range control means includes
The demodulator according to claim 1 , wherein a peak frequency obtained in the past by the phase deviation estimating means and a frequency in the vicinity thereof are set in the execution range.
をさらに備え、
前記位相偏差推定手段は、周波数軸上の各信号の電力値、および前記判断手段による判断結果に基づいて、周波数軸上の各信号の位相偏差を算出し、
前記位相補正手段は、前記判断手段による判断結果に基づいて前記位相偏差を補償する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の復調装置。 Based on the phase correction amount calculated by the frequency deviation compensation processing by the first correction means, the received signal after the frequency deviation compensation by the first correction means has a frequency deviation different from the past result. Judgment means to judge whether it remains,
Further comprising
The phase deviation estimation means calculates the phase deviation of each signal on the frequency axis based on the power value of each signal on the frequency axis and the determination result by the determination means,
Wherein the phase correcting means, demodulating apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to compensate for the phase deviation based on the determination result by said determining means.
ことを特徴とする請求項4に記載の復調装置。 When the phase correction amount is calculated, the determination unit compares the phase correction amount calculated in the past, and the frequency deviation to be corrected when the absolute values of both phase correction amounts are large and the signs are different. The demodulator according to claim 4 , wherein the demodulator is determined to be different between the past and the present.
受信信号の周波数偏差を前記非データ系列に基づいて補償する第1の補正手段と、 First correction means for compensating a frequency deviation of a received signal based on the non-data sequence;
前記第1の補正手段により周波数偏差が補償された後の受信信号に残留している周波数偏差を周波数領域において補償する第2の補正手段と、 Second correction means for compensating in the frequency domain the frequency deviation remaining in the received signal after the frequency deviation has been compensated by the first correction means;
前記第2の補正手段により周波数偏差が補償された後の受信信号を復調する復調手段と、 Demodulation means for demodulating the received signal after the frequency deviation is compensated by the second correction means;
前記第1の補正手段による周波数偏差補償処理で算出された位相補正量に基づいて、前記第1の補正手段により周波数偏差が補償された後の受信信号に、過去の結果とは異なる周波数偏差が残存しているかどうかを判断する判断手段と、 Based on the phase correction amount calculated by the frequency deviation compensation processing by the first correction means, the received signal after the frequency deviation compensation by the first correction means has a frequency deviation different from the past result. A determination means for determining whether it remains,
を備え、 With
前記第2の補正手段は、 The second correction means includes
周波数軸上の各信号の電力値および前記判断手段による判断結果に基づいて、周波数軸上の各信号の位相偏差を算出する位相偏差推定手段と、 Phase deviation estimation means for calculating the phase deviation of each signal on the frequency axis based on the power value of each signal on the frequency axis and the determination result by the determination means;
前記判断手段による判断結果に基づいて前記位相偏差を補償する位相補正手段と、 Phase correction means for compensating for the phase deviation based on a determination result by the determination means;
を備える、 Comprising
ことを特徴とする復調装置。 A demodulating device.
Communication device, characterized in that it comprises a demodulator according to any one of claims 1-6.
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